一种高炉布料溜槽倾动的变频控制方法技术

本发明专利技术涉及一种高炉溜槽布料控制方法，主要解决现有倾动控制方式在停车时容易超过设计角度的技术问题。技术方案为：采用分级控制：a：在设定角度和实际角度差值大于等于2°时，启动大力矩恒给定，在倾动系统动作前，设定角度和实际角度差值大于2°，当倾动动作后，从角差大于2°运行到设定角度和实际角度差值小于2°时，进入惯性吸收和减速间断，采用公式给定：。b：如果倾动一开始动作时设定角度和实际角度差值就小于2°时，则给一个初始12毫安的转矩给定，给定时间是实际角度变化0.3°后，立即进入公式给定：。c、当绝对值角差小于0.2°时，输出给定为4毫安，封锁给定，使溜槽倾动系统按惯性停车。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高炉溜槽布料控制方法，尤其是针对高炉布料系统溜槽倾动采用的一种变频自动控制方法。
技术介绍
无料钟高炉把冶炼的炉料从料罐采用一定的方式落入高温高压的炉体里面的过程称为布料，无料钟布料过程是炉料通过一种称为溜槽的设备按一定规律布到高炉内部的，溜槽一般成圆弧状，长条形，炉料就沿着溜槽流入炉体内部，溜槽的动作分两个过程，一个是沿中心做圆周运动，保证炉料在炉内曾圆形分布，俗称:旋转；另一个过程是沿中心做上下运行，保证炉料在炉内不同在不同的直径的圆弧面，俗称:倾动。高炉布料过程理想状态就是炉料在炉内是不同直径的圆形的排列，但是因为倾倒过程是在旋转不停止的情况下动作的，而且不肯能一下到位，所以炉料分布就像大树的年轮一样连续。所以布料过程，倾动动作的快慢，直接影响到布料的效果，如果倾动动作慢，那么在两个不同角度的变换过程就很长，不能保证炉料在需要直径圆环上，而落到了两个不同直径的圆环之间。对高炉的冶炼影响非常大。而倾动和旋转是由不同的两个电机控制的，通常用变频器控制电机的转动，而改变角度或者旋转着。因为倾动过程要求快速，准确，所以目前控制倾动的方式有两种:1、用主令控制器的出轴和倾动的一个机械出轴相连接，溜槽倾动时，主令控制器也一起动作，不同的触点固定好对应不同的倾动角度，通常分为12档，在平常布料时直接选择其中的档位，例如选择2档和5挡，就是变频器控制电机旋转从而带动溜槽倾动动作，当主令控制器第二副触点动作时，就表明倾动到位，在这个角度旋转到设定的圈数时，倾动继续动作，向第五档动作，第五档触点动作后，按照设定旋转圈数布料……依次类推完成整个动作过程。2、通常通过客户端设定不同的倾动角度和对应的旋转圈数，其倾动角度由和倾动轴相连接的光电编码器反馈给PLC系统，整个过程由PLC控制，当进行布料时，PLC发出运行指令，控制变频器，驱动电机动作，带动溜槽倾动动作，编码器随动，当到设定角度时，PLC停止输出。这两种倾动的控制方式都有一个非常大的缺陷，为了追求倾动换环的速度，总是让变频器输出的速度很大，这样到设定角度时，在进行停车，容易出现超过设定角度，再向回调整，换环过程中有I 2次的往复的机会，如果变频器给定速度慢，则换环时间较长，要溜槽旋转270 480°左右，根据工艺要求:溜槽倾动的精度要是控制在±0.2°，并且一次换环成功，换环时间必须减少，保证换环溜槽旋转必须控制在180°以内。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种对高炉布料系统溜槽倾动采用的一种变频自动控制方法，主要解决现有倾动控制方式在停车时容易超过设计角度的技术问题。为了达到以上目的，本专利技术把溜槽倾动系统配置成标准的速度闭环的控制系统，即由变频器、测速编码器、电机组成。倾倒角度反馈由绝对值编码器送入PLC系统。溜槽倾动系统有两种控制方式:1、速度给定方式，主要用于手动操作、客户端画面检修操作时使用；2、模拟量转矩给定的方式，主要用于全自动布料的情况，也是本专利技术的关键。分析一下溜槽倾动的动作要求就会明白，倾动动作需要快速的动作，高速运行，但是到设定角度时，又必须快速停车，准确定位。从传动控制来讲，这两个过程是矛盾的，要准确定位就不能高速运行，高速运行的设备运动惯量非常大，突然停车不可能，而且对设备的冲击损害非常大，就必须慢慢停车。按照这样的逻辑，启动时高速运行，在接近设定角度时，速度变的很低，当到设定角度时，变频器停止输出，电机的机械抱闸抱死，同时在高速启动到停止过程中，机械惯性的吸收。按照上述研究分析，反复试验后，本专利技术的技术方案为:，采用分级控制:a:在设定角度和实际角度差值大于等于2°时，启动大力矩恒给定，即给出18毫安的模拟量转矩给定；在倾动系统动作前，设定角度和实际角度差值大于2 ° ,当倾动动作后，从角差大于2 °运行到设定角度和实际角度差值小于2°时，进入惯性吸收和减速间断，采用公式给定:/set = 4x^4bs^ + Ai。(Iset为输出设定、Abs a为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、A i表示一个可调控常数值)。b:如果倾动一开始动作时设定角度和实际角度差值就小于2°时，则给一个初始12毫安的转矩给定(其目的是在角差比较小时，根据公式计算出来的给定比较小，不能克服倾动系统的静摩擦力，导致倾动不能动作)，给定时间是实际角度变化0.3°后,立即进入公式给定:/set = 4xl>sa + Ai。( Iset为输出设定、Abs a为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、a表示设定角度和实际角度之间的差值、Ai表示一个可调控常数值)。C、当绝对值角差小于0.2。时，输出给定为4毫安，封锁给定，使溜槽倾动系统按惯性停车，这样就可以保证设定角度和实际角度的统一。本专利技术的有益效果是:使变频器对高炉溜槽倾动系统的动作实现快速切换，动作迅速，停车准确，无往复调整，实现角度误差在±0.1°，一次换环成功，换坏控制在180°以内。附图说明 图1溜槽倾动系统控制方式流程图。具体实施例方式参照图1，在高炉上料过程中，当满足布料条件时，PLC系统发出溜槽倾动运行指令，变频器得到运行指令；同时，PLC系统对倾动设定角度和现场绝对值编码器反馈回来的数据(实际数据)进行比较，当设定角度大于实际角度，溜槽倾动方向向下，设定角度小于实际角度，溜槽倾动方向向上，PLC就会输出溜槽倾动方向指令；用设定角度减去实际数据，然后取差值的绝对值。对差值绝对值进行判断，a:当差值绝对值大于2。时，PLC模拟量输出模块输出18毫安的转矩给定电流，该电流给定加上PLC输出的运行信号，变频器在接受到运行信号、方向指令、转矩给定后，驱动电机运行，溜槽开始向规定的方向运行。溜槽在渐渐向设定角度运行时，设定角度和实际角度之间的差值绝对值也一点点变小，当设定角度和实际角度之间的差值绝对值小于2°时，PLC输出的转矩给定电流不是恒定的18毫安，而是切换成公式给定:/set = 4xJbsa + Ai。( Iset为输出设定、Abs a为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、a表示设定角度和实际角度之间的差值、△ i表示一个可调控常数值)。在实际调试中，只要改变改变Ai和Absa前面的常数就可以达到快速运行和稳定停车的效果。b:当差值绝对值小于2°并大于0.2°时，则给一个初始12毫安的转矩给定，该给定维持时间为角度的变化值为0.3°，其目的是给电机一个大的启动转矩以克服溜槽倾动系统的静摩擦力，防止角差过小，按结算公式输出的转矩给定太小，电机提供的转矩不能克服静摩擦力而导致系统不能转动的后果。在12毫安给定输出结束后，同样按公式输出转矩给定:/set = 4x Jbsa+Al (Iset为输出设定、Absa为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、a表示设定角度和实际角度之间的差值、A i表示一个可调控常数值)。 C、当绝对值角差小于0.2°时，PLC输出转矩给定为4毫安(很多变频器在低于4毫安报给定检测故障)，封锁所有PLC给定，溜槽倾动系统因为速度降到很低，留下0.2°的角差空隙，给电机的抱闸反应时间，这样溜槽倾动系统依剩余的惯性继续运行，在变频器停止输出后，电机抱闸得到抱紧指令到最后抱死，这样的配合刚好可以在0.2°的区间之内，达到理想的控制效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高炉布料溜槽倾动的变频控制方法，其特征是采用分级控制：a：在设定角度和实际角度差值大于等于2°时，启动大力矩恒给定；在倾动系统动作前，设定角度和实际角度差值大于2°，当倾动动作后，从角差大于2°运行到设定角度和实际角度差值小于2°时，进入惯性吸收和减速间断，采用公式给定：???????????????????????????????????????????????；Iset为输出设定、Absα为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、Δi表示一个可调控常数值；b：如果倾动一开始动作时设定角度和实际角度差值就小于2°时，则给一个初始转矩给定，给定时间是实际角度变化0.3°后，立即进入公式给定：；Iset为输出设定、Absα为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、α表示设定角度和实际角度之间的差值、Δi表示一个可调控常数值；c:当绝对值角差小于0.2°时，输出封锁给定，使溜槽倾动系统按惯性停车。dest_path_image002.jpg,636853dest_path_image002.jpg

【技术特征摘要】
1.一种高炉布料溜槽倾动的变频控制方法，其特征是采用分级控制: a:在设定角度和实际角度差值大于等于2°时，启动大力矩恒给定；在倾动系统动作前，设定角度和实际角度差值大于2° ,当倾动动作后，从角差大于2°运行到设定角度和实际角度差值小于2°时，进入惯性吸收和减速间断，采用公式给定:/set = 4xjbsa + Ai ； Iset为输出设定、Abs a为倾动设定角度和实际角度之间差值的绝对值、A i表示一个可调控常数值； b:如果倾动一开始动作时设定角度和实际角度差值就小于2°时，则给一个初始转矩给定，给定时间是实际角度变化0.3°后，立即进入公式给定:iSet...

【专利技术属性】
技术研发人员：季益龙，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：